03过程检测技术1.ppt

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1、过程装备控制工程过程装备控制工程第三章第三章过程检测技术过程检测技术3 3 过程检测技术过程检测技术12/28/20221过程装备控制工程过程装备控制工程本章教学目标和要求：本章教学目标和要求：1、了解有关测量及误差的基本知识。、了解有关测量及误差的基本知识。2、了解各种测量仪表的测量原理；掌握压力计、了解各种测量仪表的测量原理；掌握压力计、温度仪表、流量仪表以及液位计的选用。温度仪表、流量仪表以及液位计的选用。3、了解传感器的特性、标定方法以及传感器的、了解传感器的特性、标定方法以及传感器的选用。选用。4、掌握计算机测试系统的基本结构以及各元器掌握计算机测试系统的基本结构以及各元器件的作用；

2、了解计算机测试系统的设计步骤。件的作用；了解计算机测试系统的设计步骤。3 3 过程检测技术过程检测技术12/28/20222过程装备控制工程过程装备控制工程3 3 过程检测技术过程检测技术本章的重难点：本章的重难点：学习重难点：学习重难点：1、掌握过程设备的测试技术，包括过程测量的、掌握过程设备的测试技术，包括过程测量的基本概念和误差基本知识；基本概念和误差基本知识；2、压力、温度、流量、液位、物质成分等参数、压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理、方法及应用；的测量原理、方法及应用；3、新型传感器及计算机辅助测试系统。、新型传感器及计算机辅助测试系统。12/28/20223过程装备

3、控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.1 测量的概念测量的概念目的：为了准确地获取表征被测对象特征的某些参数的目的：为了准确地获取表征被测对象特征的某些参数的定量信息。定量信息。测量：用实验的方法，借助一定的仪器或设备，把被测测量：用实验的方法，借助一定的仪器或设备，把被测量与其单位进行比较，求取二者之比值，从而得到被测量与其单位进行比较，求取二者之比值，从而得到被测量数值大小的过程。量数值大小的过程。被测量被测量二者比值二者比值单位单位测量过程的三要素：测量单位，测量方法，测量仪器测量过程的三要素：测量单位，测量方法，测量仪器与设备。与设备。12/28/20

4、224过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.2 测量单位测量单位数值为数值为1的某量，称为该量的测量单位或计量单位。的某量，称为该量的测量单位或计量单位。长度：长度：m力：力：N时间：时间：s 12/28/20225过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法（1）测量方法的分类）测量方法的分类测量的具体方法是由被测量的种类、数值的大小、所需测量的具体方法是由被测量的种类、数值的大小、所需要的测量精度、测量速度的快慢等一系列的因素所决定要的测量精度、测量速度的快慢等一系列的因素所决定的。的。测量方

5、法：指实现被测量与单位进行比较并取得比值所测量方法：指实现被测量与单位进行比较并取得比值所采用的方法。采用的方法。测量原理：指仪器、仪表工作所依据的物理、化学等具测量原理：指仪器、仪表工作所依据的物理、化学等具体效应。体效应。12/28/20226过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法直接测量与间接测量直接测量与间接测量直接测量法：将被测量与单位能直接比较，立即得到比直接测量法：将被测量与单位能直接比较，立即得到比值，或者仪表能直接显示出被测参数数值的测量方法。值，或者仪表能直接显示出被测参数数值的测量方法。间接测量法：先测出一个或

6、几个与被测量有一定函数关间接测量法：先测出一个或几个与被测量有一定函数关系的其他量，然后根据此函数关系计算出被测量的数值。系的其他量，然后根据此函数关系计算出被测量的数值。12/28/20227过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法等精度测量法与不等精度测量法等精度测量法与不等精度测量法等精度测量法：在测量过程中，使影响测量误差的各因等精度测量法：在测量过程中，使影响测量误差的各因素保持不变，对同一被测量值进行次数相同的重复测量。素保持不变，对同一被测量值进行次数相同的重复测量。不等精度测量不等精度测量法：法：在测量过程中，测量环境

7、条件有部分在测量过程中，测量环境条件有部分不相同或全部不相同，所得的结果的可靠度不同。不相同或全部不相同，所得的结果的可靠度不同。12/28/20228过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法接触测量和非接触测量接触测量和非接触测量接触测量：仪表的某一部分必须接触被测对象。接触测量：仪表的某一部分必须接触被测对象。非接触测量：仪表的任何一部分均不与被测对象接触非接触测量：仪表的任何一部分均不与被测对象接触。12/28/20229过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法静态测量

8、和动态测量静态测量和动态测量静态测量：被测参数恒定不变。静态测量：被测参数恒定不变。动态测量：被测参数随时间变化而变。动态测量：被测参数随时间变化而变。12/28/202210过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法（2）直接测量法）直接测量法直接比较测量法直接比较测量法将被测量直接与已知其值的同类量进行比较的测量方法将被测量直接与已知其值的同类量进行比较的测量方法。微差测量法微差测量法将被测量与同它的量值只有微小差别的已知量相比较，将被测量与同它的量值只有微小差别的已知量相比较，并测出这两个量值间的差值以确定被测量的测量方法。并测出

9、这两个量值间的差值以确定被测量的测量方法。12/28/202211过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法（2）直接测量法）直接测量法零位测量法零位测量法零位测量法是通过调整一个或几个与被测量有已知平衡零位测量法是通过调整一个或几个与被测量有已知平衡关系（或已知其值）的量，用平衡法确定被测量的测量关系（或已知其值）的量，用平衡法确定被测量的测量方法。方法。零位测量法又称补偿测量法或平衡测量法，它可以获得零位测量法又称补偿测量法或平衡测量法，它可以获得较高的精度，但是测量的过程比较复杂。较高的精度，但是测量的过程比较复杂。12/28/2

10、02212过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.3 测量方法测量方法（3）间接测量法）间接测量法通过对与被测量有函数关系的其他量进行测量，才能得通过对与被测量有函数关系的其他量进行测量，才能得到被测量值的测量方法，称为间接测量法。如测物体的到被测量值的测量方法，称为间接测量法。如测物体的密度或重力加速度等。密度或重力加速度等。12/28/202213过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.4 测量仪表和设备测量仪表和设备测量仪器仪表与设备可以由许多单独的部件组成，也测量仪器仪表与设备可以由许多单独的部件组成，也可

11、以是一个不可分的整体。前者构成的是检测系统，可以是一个不可分的整体。前者构成的是检测系统，属于复杂仪表，多用于实验室；后者是简单仪表，应属于复杂仪表，多用于实验室；后者是简单仪表，应用极为广泛。用极为广泛。12/28/202214过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.4 测量仪表和设备测量仪表和设备（1）感受件（传感器）感受件（传感器）传感器是检测仪表与被测对象直接发生联系的部分。传感器是检测仪表与被测对象直接发生联系的部分。它的作用是感受被测量的变化，直接从对象中提取被它的作用是感受被测量的变化，直接从对象中提取被测量的信息并转换成一相应的输出信号。

12、测量的信息并转换成一相应的输出信号。对传感器的要求：对传感器的要求：准确性；准确性；稳定性；稳定性；灵敏性。灵敏性。12/28/202215过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.4 测量仪表和设备测量仪表和设备（2）中间件（变送器或变换器）中间件（变送器或变换器）变换器是检测仪表中的中间环节，它由若干个部件组变换器是检测仪表中的中间环节，它由若干个部件组成，它的作用是将传感器的输出信号进行变换，实现成，它的作用是将传感器的输出信号进行变换，实现放大、远距离传送、线性化处理或转变成规定的统一放大、远距离传送、线性化处理或转变成规定的统一信号，供给显示器等

13、。信号，供给显示器等。12/28/202216过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.1 1 测量基本知识测量基本知识3.1.4 测量仪表和设备测量仪表和设备（3）显示件（显示器）显示件（显示器）显示器的作用是向观察者显示被测量数值的大小，它显示器的作用是向观察者显示被测量数值的大小，它可以是瞬时量的显示、累积量的显示、越限报警等，可以是瞬时量的显示、累积量的显示、越限报警等，也可以是相应的记录显示。也可以是相应的记录显示。12/28/202217过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.1 误差基础误差基础（1）测量误差及分类）测量误差及分类系统误差：系

14、统误差：是指在相同条件下，多次测量同一被测量是指在相同条件下，多次测量同一被测量值的过程中出现的一种误差，它的绝对值和符号或者保值的过程中出现的一种误差，它的绝对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某一规律变化。持不变，或者在条件变化时按某一规律变化。随机误差：又称偶然误差，它是在相同条件下多次测随机误差：又称偶然误差，它是在相同条件下多次测量同一被测量值的过程中所出现的绝对值和符号以不可量同一被测量值的过程中所出现的绝对值和符号以不可预计的方式变化的误差。预计的方式变化的误差。粗大误差：明显地歪曲测量结果的误差称为粗大误差。粗大误差：明显地歪曲测量结果的误差称为粗大误差。12/28/20

15、2218过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.1 误差基础误差基础（2）测量的精密度、准确度和精确度）测量的精密度、准确度和精确度精密度精密度 对同一被测量进行多次测量，测量的重复性对同一被测量进行多次测量，测量的重复性程度称为精密度。程度称为精密度。准确度准确度 对同一被测量进行多次测量，测量值偏离被对同一被测量进行多次测量，测量值偏离被测量真值的程度称为准确度。测量真值的程度称为准确度。精确度精确度 精密度与准确度的综合称精确度。精密度与准确度的综合称精确度。12/28/202219过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基

16、本知识3.2.1 误差基础误差基础（2）测量的精密度、准确度和精确度）测量的精密度、准确度和精确度精密而精密而不准确不准确准确而准确而不精密不精密既精密既精密又准确又准确既不精密既不精密又不准确又不准确12/28/202220过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.1 误差基础误差基础（3）不确定度）不确定度测量的不确定度是表示用测量值代表被测量真值的不肯测量的不确定度是表示用测量值代表被测量真值的不肯定程度。它是对被测量的真值以多大的可能性处于以测定程度。它是对被测量的真值以多大的可能性处于以测量值为中心的某个量值范围之内的一个估计。不确定度量值为中心

17、的某个量值范围之内的一个估计。不确定度是测量精确度的定量表示。不确定度愈小的测量结果，是测量精确度的定量表示。不确定度愈小的测量结果，其精确度愈高。其精确度愈高。在评定测量结果的不确定度时，应先行在评定测量结果的不确定度时，应先行剔除坏值并对测量值尽可能地进行修正。剔除坏值并对测量值尽可能地进行修正。12/28/202221过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.1 误差基础误差基础（4）仪表的基本误差限）仪表的基本误差限仪表在规定的仪表在规定的参比工作条件下参比工作条件下确定的误差称为基本误差。确定的误差称为基本误差。仪表的基本误差限可以用绝对误差、相

18、对误差或引用误仪表的基本误差限可以用绝对误差、相对误差或引用误差来表示。差来表示。绝对绝对误差误差仪表仪表指示值指示值被测变被测变量真值量真值绝对误差：绝对误差：绝对误差表绝对误差表示的误差限示的误差限12/28/202222过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识相对误差：相对误差：为测量的绝对误差与被测变量的约定真值为测量的绝对误差与被测变量的约定真值（实际值）之比，通常用百分数表示。（实际值）之比，通常用百分数表示。3.2.1 误差基础误差基础（4）仪表的基本误差限）仪表的基本误差限相对误差表示相对误差表示的基本误差限的基本误差限绝对误差表示绝对误差表示的

19、基本误差限的基本误差限约定约定真值真值常数常数12/28/202223过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识引用误差：引用误差：为工程上应用方便而引出的一种简化、实为工程上应用方便而引出的一种简化、实用的相对误差。引用误差定义为绝对误差与仪表的量用的相对误差。引用误差定义为绝对误差与仪表的量程之比，用百分数表示。程之比，用百分数表示。3.2.1 误差基础误差基础（4）仪表的基本误差限）仪表的基本误差限引用误差表示引用误差表示的基本误差限的基本误差限绝对误差表示绝对误差表示的基本误差限的基本误差限量程量程常数常数12/28/202224过程装备控制工程过程装备控

20、制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理随机误差统计特性随机误差统计特性在测量中，测量值及其随机误差都可以作为随机变量，在测量中，测量值及其随机误差都可以作为随机变量，相应的过程称为随机过程。相应的过程称为随机过程。测量值测量值真值真值标准差标准差12/28/202225过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理随机误差统计特性随机误差统计特性12/28/202226过程装备控制工程过

21、程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理随机误差统计特性随机误差统计特性单峰性；单峰性；对称性；对称性；有界性；有界性；抵偿性；抵偿性；12/28/202227过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理算术平均原理算术平均原理多次测量：多次测量：有限次测量：有限次测量：剩余剩余误差误差12/28/202228过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知

22、识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理算术平均原理算术平均原理剩余误差的性质：剩余误差的性质：12/28/202229过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理随机误差的标准误差估计随机误差的标准误差估计标准误差为：标准误差为：12/28/202230过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理置信概率和置信区间

23、置信概率和置信区间利用概率积分可以求出在某一区间内的误差出现的概率利用概率积分可以求出在某一区间内的误差出现的概率。12/28/202231过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理置信概率和置信区间置信概率和置信区间令：令：，则有：，则有：。经简化，得到。经简化，得到如果把如果把 称为置信区间，其中称为置信区间，其中Z称为置信系数，那么称为置信系数，那么把概率把概率P称作在称作在 置信区间内的置信概率。置信区间内的置信概率。12/28/202232过程装备控制工程过程装备控制

24、工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（1）随机误差的分析与处理）随机误差的分析与处理随机误差的消除随机误差的消除随机误差产生的原因是由很多微小变化的总和引起的，随机误差产生的原因是由很多微小变化的总和引起的，难以具体分析。但是其中几个因素还是比较明确的，如难以具体分析。但是其中几个因素还是比较明确的，如摩擦、间隙、噪声等。为了减小摩擦引起的随机误差，摩擦、间隙、噪声等。为了减小摩擦引起的随机误差，最根本的办法就是从结构、原理上尽量避免采用存在摩最根本的办法就是从结构、原理上尽量避免采用存在摩擦的可动部分擦的可动部分。噪声对测量带来的误差各式各样，

25、可。噪声对测量带来的误差各式各样，可在仪表和测量系统中采取屏蔽、接地、对称平衡、滤波、在仪表和测量系统中采取屏蔽、接地、对称平衡、滤波、选频和去耦等办法。选频和去耦等办法。12/28/202233过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（2）系统误差的分析与处理）系统误差的分析与处理系统误差的估计系统误差的估计系系统统误误差差恒恒定定误误差差变变值值误误差差累积性系统误差累积性系统误差周期性系统误差周期性系统误差12/28/202234过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差

26、分析与处理误差分析与处理（2）系统误差的分析与处理）系统误差的分析与处理系统误差的消除系统误差的消除消消除除误误差差方方法法校准法校准法零示法零示法替代法替代法交换法交换法12/28/202235过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（3）粗大误差的检验与剔除）粗大误差的检验与剔除拉依达准则（拉依达准则（3准则）准则）对于大量的重复测量值，如对于大量的重复测量值，如果其中某一测量值的剩余误差果其中某一测量值的剩余误差 的绝对值大于或等于的绝对值大于或等于该测量值的标准误差该测量值的标准误差的三倍，那么认为该测量值存在的三

27、倍，那么认为该测量值存在粗大误差。即：粗大误差。即：12/28/202236过程装备控制工程过程装备控制工程 与测量次数有关，见表。与测量次数有关，见表。3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（3）粗大误差的检验与剔除）粗大误差的检验与剔除肖维奈（肖维奈（Chauvenet）准则）准则 在一系列等精度测量数在一系列等精度测量数据中，如果某一测量值的剩余误差的绝对值大于或等据中，如果某一测量值的剩余误差的绝对值大于或等于标准误差的于标准误差的 倍时，则此测量值可判别为可疑值倍时，则此测量值可判别为可疑值或坏值，而予以剔除。或坏值，而予以剔除。12/28/

28、202237过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（3）粗大误差的检验与剔除）粗大误差的检验与剔除12/28/202238过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（3）粗大误差的检验与剔除）粗大误差的检验与剔除格拉布斯（格拉布斯（Grubbs）准则）准则 该准则是根据正态分布理该准则是根据正态分布理论提出的，但它考虑到测量次数论提出的，但它考虑到测量次数n以及所选定的粗差误以及所选定的粗差误判概率判概率 ，理论推导严密，使用比较方便。，理论推导严密，

29、使用比较方便。准则规定：凡剩余误差大于格拉布斯鉴别值的误差属准则规定：凡剩余误差大于格拉布斯鉴别值的误差属于粗大误差，相应的测量值是坏值，予以剔除。于粗大误差，相应的测量值是坏值，予以剔除。12/28/202239过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（3）粗大误差的检验与剔除）粗大误差的检验与剔除12/28/202240过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（3）粗大误差的检验与剔除）粗大误差的检验与剔除例：应用以上三种粗差判别方法，分别对下列测

30、量数例：应用以上三种粗差判别方法，分别对下列测量数据进行判别，若有坏点，则舍去。据进行判别，若有坏点，则舍去。测量数据：测量数据：38.5，37.8，39.3，38.7，38.6，37.4，39.8，38.0，41.2，38.4，39.1，38.8。解：剩余误差为：解：剩余误差为：-0.3，-1.0，0.5，-0.1，-0.2，-1.4，1.0，-0.8，2.4，-0.4，0.3，0.0。12/28/202241过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（4）误差综合）误差综合随机误差的综合：设有来自几个方面的、彼此独立的随

31、机误差的综合：设有来自几个方面的、彼此独立的m m个随机误差因素，它们的标准差为个随机误差因素，它们的标准差为 ，在，在综合效应造成的综合标准差为综合效应造成的综合标准差为随机不确定度为随机不确定度为 ，综合不确定度为：，综合不确定度为：12/28/202242过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.2 误差分析与处理误差分析与处理（4）误差综合）误差综合系统误差的综合：若测量结果含有系统误差的综合：若测量结果含有n n个未定系统误差，个未定系统误差，其系统不确定度分别为其系统不确定度分别为 ，则其总的不确定度，则其总的不确定度为：为：总误差的综合：一般

32、取随机误差的随机不确定度与系总误差的综合：一般取随机误差的随机不确定度与系统误差的不确定度进行合成，得到综合不确定度。统误差的不确定度进行合成，得到综合不确定度。12/28/202243过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的主要性能指标技术技术经济经济使用使用 技术：误差、精度等级、灵敏度、变差、量程、响应技术：误差、精度等级、灵敏度、变差、量程、响应时间、漂移等。时间、漂移等。经济：使用寿命、功耗、价格等。经济：使用寿命、功耗、价格等。使用：操作维修是否方便，运行是否可靠安全，以及使用：操作维修是否方便，运行是否可靠安

33、全，以及抗干扰与防护能力的强弱，重量体积的大小，自动化抗干扰与防护能力的强弱，重量体积的大小，自动化程度的高低等。程度的高低等。12/28/202244过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的主要性能指标（1）量程和精度）量程和精度量程：仪表在保证规定精度的前提下所能测量的被测量程：仪表在保证规定精度的前提下所能测量的被测量的区域也就是仪表的测量范围。仪表的量程是指测量量的区域也就是仪表的测量范围。仪表的量程是指测量范围上限与下限的代数差。范围上限与下限的代数差。精度等级精度等级一般情况下把精确度称为精度。一般情况下把精确

34、度称为精度。12/28/202245过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的主要性能指标（2）静态性能指标）静态性能指标灵敏度：是指仪表或装置在到达稳态后，输入量变化灵敏度：是指仪表或装置在到达稳态后，输入量变化引起的输出量变化的比值。引起的输出量变化的比值。灵敏度灵敏度y的增量的增量x的增量的增量12/28/202246过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的主要性能指标（2）静态性能指标）静态性能指标线性度：用实际标定曲线与拟合直线之间最大偏差与线

35、性度：用实际标定曲线与拟合直线之间最大偏差与满量程之比值的百分比来表示线性度。满量程之比值的百分比来表示线性度。线性度线性度最大偏差最大偏差满量程满量程12/28/202247过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的主要性能指标（2）静态性能指标）静态性能指标迟滞误差：在输入量增加和减少的过程中，对于同一迟滞误差：在输入量增加和减少的过程中，对于同一输入量会得出大小不同的输出量，在全部测量范围内，输入量会得出大小不同的输出量，在全部测量范围内，这个差别的最大值与仪表的满量程之比值称为迟滞误差。这个差别的最大值与仪表的满量程

36、之比值称为迟滞误差。迟滞误差迟滞误差最大迟滞差值最大迟滞差值满量程满量程12/28/202248过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的主要性能指标（2）静态性能指标）静态性能指标漂移：指输入量不变时，经过一定的时间后输出量产漂移：指输入量不变时，经过一定的时间后输出量产生的变化。由于温度变化引起的漂移称温漂。当输入量生的变化。由于温度变化引起的漂移称温漂。当输入量固定在零点不变时，输出量的变化值引起的漂移称为零固定在零点不变时，输出量的变化值引起的漂移称为零漂。一般情况下，用变化值与满量程的比值来表示漂移。漂。一般情况下

37、，用变化值与满量程的比值来表示漂移。12/28/202249过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的主要性能指标（2）静态性能指标）静态性能指标重复性：重复性：仪表的重复性用全测量范围内的各输入值所仪表的重复性用全测量范围内的各输入值所测得的最大重复性误差来确定。最大重复性差值与满量测得的最大重复性误差来确定。最大重复性差值与满量程之比值的百分比称为重复性误差。程之比值的百分比称为重复性误差。重复性误差重复性误差最大重复性差值最大重复性差值满量程满量程12/28/202250过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2

38、误差基本知识误差基本知识3.2.4 实验数据初步处理实验数据初步处理数据处理就是从测量数据中制定出合理的处理方法，求数据处理就是从测量数据中制定出合理的处理方法，求出被测量的最佳估计值，以减小测量过程误差的影响，出被测量的最佳估计值，以减小测量过程误差的影响，也可以将测量数据整理后绘制出曲线或归纳成经验公式。也可以将测量数据整理后绘制出曲线或归纳成经验公式。（1）有效数字运算）有效数字运算（2）测试结果的表示）测试结果的表示实验结果的图形表示法实验结果的图形表示法实验结果的列表表示法实验结果的列表表示法实验结果的方程表示法实验结果的方程表示法12/28/202251过程装备控制工程过程装备控制

39、工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.4 实验数据初步处理实验数据初步处理直线拟合直线拟合设一组实验数据（设一组实验数据（x1，y1），），（x2，y2），），（xn，yn），假定拟合方程是一条直线，即），假定拟合方程是一条直线，即y=kx+b，其中，其中k、b为待定系数，它与实验数据的偏差为待定系数，它与实验数据的偏差di为：为：12/28/202252过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.4 实验数据初步处理实验数据初步处理直线拟合直线拟合根据误差的平方和为最小的最小二乘法原理，设以上误根据误差的平方和为最小的最小二乘法原理，设以上误

40、差的平方和为差的平方和为Q，则有，则有要求要求Q达到最小，必须满足条件达到最小，必须满足条件12/28/202253过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.4 实验数据初步处理实验数据初步处理直线拟合直线拟合12/28/202254过程装备控制工程过程装备控制工程3.3.2 2 误差基本知识误差基本知识3.2.4 实验数据初步处理实验数据初步处理曲线拟合曲线拟合可以利用非线性最小二乘拟合方程的计算原理，即利用可以利用非线性最小二乘拟合方程的计算原理，即利用最小二乘原理，得到一方程组，求解方程组，可得到曲最小二乘原理，得到一方程组，求解方程组，可得到曲线拟合方程。线拟合方程。12/28/202255